【摘要】：水污染給人類帶來的威脅日益嚴峻,其中,廢水中重金屬六價鉻離子排放量大,處理難度高,對人類的危害尤為嚴重。利用活性炭吸附法處理工業(yè)含鉻廢水,具有操作簡單,吸附效率高,投資少,無二次污染等優(yōu)勢�；钚蕴祭w維(ACF)作為新一代活性炭,孔結構以微孔為主,孔徑小且分布窄,對重金屬離子具有很強的物理吸附作用。但是,活性碳纖維表面活性基團較少,對六價鉻離子化學吸附能力不足,其總吸附容量尚有提升空間。因此,可通過對ACF進行表面修飾改性,引進活性基團,進一步擴充對六價鉻離子的吸附容量。聚乙烯亞胺(PEI)是一種無毒的無定型化合物,富含大量活性氨基,對水中六價鉻離子有非常好的化學吸附效果。基于此,本文制備了PEI@ACF和具有光催化活性的TiO_2@PEI@ACF,探究兩種吸附劑對六價鉻離子的去除效果,最終實現(xiàn)高效去除廢水中的六價鉻離子。具體研究結果如下:1.采用PEI對ACF進行表面化學修飾,使其表面接枝了氨基,提高其對六價鉻的吸附能力。接枝所用的PEI分子的相對分子質量為10000,質量分數(shù)為10%時,制備的PEI@ACF對六價鉻的吸附效果最佳。此時,對于吸附初始濃度為100 mg L~(-1)六價鉻溶液,在pH分別為1、2、3、5、7的環(huán)境下吸附能力比未改性ACF在同等條件下分別提高了0.4%、15.9%、18.4%、15.6%和21.8%。PEI@ACF對六價鉻的吸附性能受到溫度和pH的影響較大,升高溫度、降低溶液pH值有利于PEI@ACF對六價鉻離子的吸附。PEI@ACF對六價鉻離子的吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型,屬于單層表面吸附,理論最大吸附容量為532.1 mg g~(-1)。PEI@ACF經過6次吸附-脫附再生過程,靜態(tài)吸附依然可保有原吸附容量的80%,顯示了PEI@ACF作為吸附材料具有優(yōu)異的循環(huán)利用性,可靠性高。通過建立穿透曲線,表明了PEI@ACF具有較強的連續(xù)吸附能力,當水力停留時間為35 min時,穿透點為1400 mL,吸附終點為2900 mL,對于進水濃度為100 mg L~(-1),pH=2的含鉻廢水,可保證在連續(xù)進水24 h內去除率達到99.5%以上,出水符合國家排放標準。2.采用水熱法制備了TiO_2@PEI@ACF,并用于含鉻廢水的處理,通過光催化-吸附作用,進一步提高對水中六價鉻的去除率。TiO_2負載量對光催化去除六價鉻的效果影響很大,研究得出當TiO_2與PEI@ACF的投料質量比為1:1時,去除效果最佳。批次實驗發(fā)現(xiàn),光催化去除六價鉻離子的影響因素主要有pH、六價鉻初始濃度、光照時間等。去除率隨pH值的減小,光照時間的延長,六價鉻初始濃度降低而提高。TiO_2@PEI@ACF靜態(tài)光催化-吸附六價鉻比相同條件下PEI@ACF的吸附的去除率有了顯著提高。pH=2時,TiO_2@PEI@ACF光催化-吸附100 mg L~(-1)六價鉻的去除率為99.6%,滿足國家排放標準。對于10 mg L~(-1)六價鉻離子,可實現(xiàn)在相對溫和的pH條件下保持95%以上的去除率,出水滿足國家排放標準,以此可簡化工業(yè)凈水工藝,節(jié)約成本。本文通過接枝PEI于活性碳纖維提高了對水中六價鉻離子的吸附能力。在PEI@ACF表面負載TiO_2,通過光催化-吸附作用進一步提高了對水中六價鉻的去除率。因此,PEI@ACF和TiO_2@PEI@ACF可作為潛在的吸附劑用于實際工業(yè)含鉻廢水的處理。
【圖文】：

圖 1.1 二氧化鈦負載活性炭光催化還原Cr(Ⅵ）示意圖.1 Diagram of Cr (Ⅵ) photocatalytic reduction on TiO2-AC

圖 1.2pH值對負載納米鐵活性炭纖維去除Cr(Ⅵ）的性能的影響he effect of pH value on the performance of Cr(Ⅵ）removal forAC生物/活性炭吸附材料微生物與碳材料結合是一種新型的改性方式，其本質是微生物華力、氫鍵、靜電作用、共價鍵及離子鍵等復雜的相互作用實炭在復合吸附材料中扮演微生物固定材料的角色�；钚蕴恳颍己玫纳锵嗳菪�，耐生物腐蝕性及較高的機械強度，是最物的載體材料之一[61]。Quintelas[62-65]首先在粒狀活性炭上固定研究了濃硝酸、雙氧水改性對活性炭掛生物膜效果的影響，，結性的活性炭對微生物有更好的親和力，在 Cr(Ⅵ）初始濃度為能力達到 8.5 mg g-1。隨后又對比了不同初始濃度（100、50、鏈球菌、大腸桿菌和革蘭氏陽性菌對六價鉻的去除能力，如種微生物在不同的初始濃度下各具優(yōu)勢，提出微生物代謝產
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703;TQ424

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 趙利堂;謝長法;;我國民辦職業(yè)教育政策變遷的內在邏輯——基于倡導聯(lián)盟框架(ACF)的視角[J];教育發(fā)展研究;2016年23期

2 芮祥軍;何文君;;活性炭纖維(ACF)應用于有機廢氣回收和凈化的進展[J];污染防治技術;2011年05期

3 耿虹,仲兆平;活性炭纖維(ACF)在環(huán)境保護中的應用[J];能源研究與利用;2003年05期

4 周末;唐軼凡;劉經緯;;中國部屬高校的人才培養(yǎng)效率與投入產出——基于結構化ACF模型的比較研究[J];福建論壇(人文社會科學版);2016年03期

5 井強山,方林霞,張建州;活性炭纖維(ACF)的制備、性能及在石油加工中的應用[J];信陽師范學院學報(自然科學版);2001年03期

6 古昌紅,傅敏,余純麗,寧豐收;在微波輻射下用ACF處理吲哚溶液的實驗研究[J];重慶環(huán)境科學;2003年03期

7 黃伯芬;活性炭纖維(ACF)及其應用[J];化工時刊;2003年11期

8 張穎一;傅岳鵬;譚凱;田民波;;應用于平板顯示器封裝的ACF新進展[J];半導體技術;2009年03期

9 周勤;肖樂勤;陳春;;氧化改性ACF對鉛離子吸附作用的研究[J];化工時刊;2006年07期

10 張陳成;韓萍芳;;ACF/漆酶復合材料降解苯酚廢水的研究及超聲優(yōu)化[J];工業(yè)水處理;2017年04期

相關會議論文 前10條

1 路國忠;呂航;周麗娟;侯成武;;ACF玻璃棉外保溫系統(tǒng)在既有建筑節(jié)能改造中的應用[A];中國絕熱節(jié)能材料協(xié)會第六次會員代表大會暨六屆一次理事會會議資料[C];2012年

2 趙麗寧;黃翔;狄育慧;;納米光催化與ACF組合技術凈化空氣的性能分析[A];第五屆功能性紡織品及納米技術應用研討會論文集[C];2005年

3 楚英豪;尹華強;劉中正;串亞權;羅得明;胡玉英;;活性炭纖維(ACF)脫硫動力學研究[A];二氧化硫污染治理技術匯編——2001年全國煙氣脫硫成套技術工程應用實例分析及學術研討會論文集[C];2001年

4 謝捷鴻;彭曉峰;;ACF脫除NO的過程特性[A];第七屆全國工業(yè)爐學術年會論文集[C];2006年

5 申祚飛;黃翔;顏蘇芊;;納米TiO_2與ACF復合材料凈化空氣性能的影響因素分析[A];第六屆功能性紡織品及納米技術應用研討會論文集[C];2006年

6 胡愛娜;李陶深;蘭紅星;;一種基于ACF的抗幾何失真水印算法[A];2007年全國開放式分布與并行計算機學術會議論文集(上冊)[C];2007年

7 趙麗寧;黃翔;狄育慧;;負載納米TiO_2的ACF濾料凈化空氣的性能分析[A];制冷空調新技術進展——第四屆全國制冷空調新技術研討會論文集[C];2006年

8 董新華;張海成;楊淼;張春霞;;ACF油液綜合凈化裝置在唐鋼冷軋薄板廠的開發(fā)試用[A];2007年河北省軋鋼技術與學術年會論文集（下冊）[C];2007年

9 黃正宏;康飛宇;沈萬慈;;CO／CO_2活化制備ACF及其孔結構[A];第20屆炭—石墨材料學術會論文集[C];2006年

10 蔣龍元;;休克/急性循環(huán)衰竭(ACF)的早期識別與抗休克治療[A];2017第13屆中國中西醫(yī)結合學會災害醫(yī)學學術年會與第12屆廣東省中西醫(yī)結合學會災害醫(yī)學學術年會暨廣東省中西醫(yī)結合學會衛(wèi)生應急學專業(yè)委員會成立大會暨2017災害醫(yī)學與急危重癥高端論壇中國中西醫(yī)結合研究災害醫(yī)學十年回顧資料集[C];2017年

相關博士學位論文 前2條

1 胡晶晶;直腸異常隱窩病灶（ACF）中Hedgehog信號通路的活性改變及其對結直腸癌預警作用的研究[D];南方醫(yī)科大學;2011年

2 邱培菊;5-羥基多甲氧基黃酮抗結腸癌活性及其分子機制研究[D];中國海洋大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 蘇晗;改性ACF吸附廢液中六價鉻的研究[D];東華大學;2018年

2 劉三亞;觸摸屏ACF粒子自動光學檢測的關鍵技術研究[D];電子科技大學;2018年

3 胡杰;觸摸屏ACF粒子的光學成像系統(tǒng)的研究[D];電子科技大學;2018年

4 李春江;應用ACF壓接的拉伸強度提高的研究[D];上海交通大學;2009年

5 李笑嵐;酸性靛藍在ACF電極上的電化學脫色[D];大連理工大學;2006年

6 宮傳東;廢舊有機纖維制備活性炭纖維（ACF）的工藝研究[D];西安科技大學;2008年

7 王雨群;ACF-衍生采集—直接熱解析—毛細管氣相色譜法測定室內空氣中甲醛的研究[D];南京理工大學;2010年

8 畢會鋒;染料在ACF電極上的成對電解脫色[D];大連理工大學;2006年

9 張玉清;應用改性ACF選擇性脫除卷煙煙氣中的有害物質[D];南京師范大學;2011年

10 楊景;聚四氟乙烯（PTFE）纖維和活性炭纖維（ACF）的改性及其除油性能研究[D];東華大學;2011年

本文編號：2611804